土桩结构相互作用对独塔自锚式悬索桥地震响应的影响.pdfVIP

第 ４４ 卷第 １ 期 东 南 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） Ｖｏｌ．４４ Ｎｏ．１ 　 　 ２０１４ 年 １ 月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＯＵＴＨＥＡＳＴ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ （Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｊａｎ．２０１４ ｄｏｉ：１０．３９６９ ／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ －０５０５．２０１４．０１．０２７ 土 桩 结构相互作用对独塔自锚式悬索桥地震响应的影响 贺星新１ 　 李爱群１ 　 李建慧２ 　 苏　骥２ （１ 东南大学土木工程学院，南京 ２１００９６） （２ 南京林业大学土木工程学院，南京 ２１００３７） 摘要：为研究土 桩 结构相互作用对独塔自锚式悬索桥动力特性及地震响应的影响规律，利用 有限元软件 Ｍｉｄａｓ ／Ｃｉｖｉｌ 建立了 ２ 个空间有限元成桥状态模型，分别采用 Ｊ．Ｐｅｎｚｉｅｎ 集中质量模 型模拟的桩土边界和承台底部固结边界，并对结构进行了动力特性分析和不同地震工况下的非 线性时程分析．研究结果表明，土 桩 结构相互作用延长了结构自振周期，且对主塔参与的振型 影响很大．与基础固结模型相比，考虑土 桩 结构相互作用的结构在地震作用下的内力响应减小 ２０％左右，而桥塔位移响应增大约 ５０％，主梁位移响应增大约 ３％．因此，此类结构抗震设计时需 基于不同控制目标选择不同的基础处理方式． 关键词：土 桩 结构相互作用；自锚式悬索桥；时程分析；地震响应 中图分类号：ＴＵ９９７　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００１ －０５０５（２０１４）０１０１５００５ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｓｏｉｌｐｉｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｏｎ ｓｅｉｓｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｎ ｓｅｌｆａｎｃｈｏｒｅｄ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｂｒｉｄｇｅ ｗｉｔｈ ｓｉｎｇｌｅｔｏｗｅｒ Ｈｅ Ｘｉｎｇｘｉｎ１ 　 Ｌｉ Ａｉｑｕｎ１ 　 Ｌｉ Ｊｉａｎｈｕｉ２ 　 Ｓｕ Ｊｉ２ （１ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） （２ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００３７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｓｏｉｌｐｉｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｓｅｉｓｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ａ ｓｅｌｆａｎｃｈｏｒｅｄ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｂｒｉｄｇｅ ｗｉｔｈ ｓｉｎｇｌｅｔｏｗｅｒ，ｔｗｏ ｓｐａｔｉａｌ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｅｒｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｍｉｄａｓ ／Ｃｉｖｉｌ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｊ．Ｐｅｎｚｉｅｎ ｌｕｍｐｅｄ ｍａｓｓ ｍｏｄｅｌ，ｏｎｅ ｍｏｄｅｌ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｔｈｅ ｓｏｉｌｐｉｌｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｃｈｏｓｅ ｆｉｘｅｄ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｐｉｌｅ ｃａｐ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｔｉｍｅ ｈｉｓｔｏｒｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｕｎｄｅｒ ｓｅｉｓｍｉｃ ｍｏｔｉｏ